专题19力学实验1(包括长度的测量)(解析版)-高三名校物理试题解析分项汇编(新课标Ⅰ版)(第03期

（精心整理，诚意制作）专题19 力学实验1（包括长度的测量）（解析版）全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。

为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，学科网物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。

本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。

备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。

1.【20xx·湖南五市十校联考】某班级同学用如图（a）所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。

甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。

（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是（）（多选）（A）轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力（B）轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力（C）实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据（D）实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据（2）四个实验小组选用的小车乙（含力传感器）的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三个小组已经完成了a-F图像，如图（b）所示。

最后一个小组的实验数据如下表所示，请在图（b）中完成该组的a-F图线；（3）在验证了a和F的关系后，为了进一步验证a和m的关系，可直接利用图（b）的四条图线收集数据，然后作图。

请写出具体的做法：①如何收集数据？______________________________________________________________；②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系应以___________为纵轴：以___________为横轴。

【答案】（1）BD（2）（如图）（3）○1在a-F图像上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成四组数据。

○2加速度a；质量的倒数1/m【解析】试题分析:（1）本实验是研究小车乙的加速度a和力F、质量m的关系，所以轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力，故A错误，B正确;实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据，故C错误，D 正确故选BD（2）根据描点法作出图象实验次数 1 2 3 4 5 6拉力F（N）24.5 20.0 17.5 12.0 8.1 4.8加速度a（m/s2）16.3 13.3 11.7 8.0 5.4 3.2（3）①在a-F 图象上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a ，分别与各图线对应的m 组成四组数据．②反比例关系不容易根据图象判定，而正比例关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度（a ）与小车质量的倒数（m 1）关系图象．考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系2.【20xx·湖南五市十校联考】某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动，计时器每隔T=0.02s 打出一点，从纸带上已测得连续8个时间间隔T 内的位移，如图所示AB =5.62cm BC =5.23cm CD =4.85cm DE =4.47cm EF =4.08cm FG =3.70cm GH =3.31cm HI =2.92cm（1）打点计时器在打B 点时的速度为 ，打H 点时的速度为___________。

（2）若是匀变速直线运动，则物体的加速度a=_________m/s 2（保留三位有效数字）。

3.【20xx·汝城一中11月月考】用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz ）：（1）如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。

根据图乙可知，打下E 点时小车的速度为____m/s ．小车的加速度为____m ／s 2。

（计算结果均保留两位有效数字）（2）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度）：①请在图丙所示的坐标系中画出a-F图线；②根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是__（填序号）A、没有平衡摩擦力B、平衡摩擦力时木板倾角过小C、平衡摩擦力时木板倾角过大D、小车质量太大E、砂桶和砂的质量太大【答案】（1）0．20 0．40 （误差在0．02范围内均可得分）；（2）①如图（图线作成折线或曲线均不能得分）②AB【解析】4.【20xx·湖南四县一中高三11月联考】用20分度的游标卡尺测量某物体的长度如图甲所示，可知其长度为________ mm；用螺旋测微器测量某圆柱体的直径如图乙所示，可知其直径为________ mm；5.【20xx·西工大附中第一次适应性训练】测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定。

(1)实验过程中，电火花计时器应接在_____(选填“直流”或“交流”)电源上。

调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。

(2)已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________。

(3)如下图所示，为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出。

从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm，x5＝8.42 cm，x6＝9.70 cm。

则木块加速度大小a＝_____ m/s2(保留两位有效数字)。

6.【20xx·西工大附中第一次适应性训练】如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器．(1)请将下列实验步骤按先后排序：________A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。

(2)要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________． A ．秒表 B ．毫米刻度尺 C ．圆规 D ．量角器 (3)写出角速度ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义。

7.【20xx ·西工大附中第四次适应性训练】（7分）某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B 处，调节气垫导轨水平后，用重力为F 的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A 由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t 。

改变钩码个数，重复上述实验。

记录的数据及相关计算如下表。

实验次数 1 2 3 4 5 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 t/（ms ） 40.4 28.6 23.3 20.2 18.1 t 2/（ms ）21632.2 818.0 542.9 408.0 327.6 ])(10/[1242--⨯ms t6.112.218.424.530.6（1）为便于分析F 与t 的关系，应作出 的关系图象，并在如图坐标纸上作出该图线。

（2）由图线得出的实验结论是 。

（3）设AB 间的距离为s ，遮光条的宽度为d ，请你由实验结论推导出物体的加速度与外力的关系 。

试题分析：（1）通过表中数据，大致看出F 与21t 成正比，因此应作出21t F -图象。

（2）所得的图线是一条直线，所以F 与21t 成正比。

（3）推导过程：22221222t s d s t d s a ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛==υ 所以a 与21t 成正比，而F 与21t 成正比，因此a 与F 成正比。

在误差允许范围内，物体质量一定时，加速度与外力成正比考点：研究物体的加速度与外力关系8.【20xx·西安铁一中国际合作学校高三上学期期末考试】某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz ，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O ，再每5个点选一个测量点，分别标以A 、B 、C 、D 、E 和F ，如下图所示．(1)如果测得C 、D 两点相距2.70 cm ，D 、E 两点相距2.90 cm ，则在打D 点时小车的速度是________m/s. (2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v －t 坐标系中描点(如图所示)，由此可求得小车的加速度a ＝________m/s 2.【答案】(1) 0.28 m/s (2)5 m/s29..【20xx·西安一中高三第一学期期末试题】（2分）在测量长度的实验中某同学测量结果为3.240cm，请问该同学用的测量工具可能是：。

A．毫米刻度尺B．精度为0.1mm的游标卡尺C．精度为0.05mm的游标卡尺 D．精度为0.02mm的游标卡尺E．螺旋测微器【答案】CD【解析】试题分析：因3.240cm=32.40mm，最小刻度是毫米的刻度尺应估读到0.1mm，所以A错误；10分度的游标卡尺，小数点后面应该只有一位小数，所以B错误；20分度的游标卡尺，小数点后面应该是有2位小数，但最后一位小数必定是0或5，所以C正确；50分度的游标卡尺，小数点后是2位小数且最后一位小数可以是0、2、4、6、8，所以D正确；螺旋测微器应读到小数点后3位，所以E错误；考点：长度的测量10.【20xx·山西高三四校联考】图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。

（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d =_____cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt = 2.0×10-2s，则小车经过光电门时的速度为_____m/s；（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为_______；11.【20xx·新余高三上学期期末质检】在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两测脚间距离，主尺和游标的位置如图所示，此时卡尺两脚间狭缝宽度为_____mm；如图所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是_________mm．【答案】0.65；1.500【解析】试题分析：卡尺读数为13×0.05mm=0.65mm；螺旋测微器测出的金属丝的直径是1.5mm+0×0.01mm=1.500mm考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数.12.【20xx·临川二中、上高二中高三联考】（6分）（1）某同学在用螺旋测微器测定某薄片的厚度时，读数如图所示。